基于生物灰的稳定/固化重金属的土壤修复:瑞典北部的一个案例研究

科学领域:

• 地质技术工程 地质技术工程
• 环境科学 环境科学
• 材料科学 材料科学 材料科学

背景情况:

• 受金属污染的土壤带来环境风险,需要有效的稳定方法.
• 传统的水泥稳定具有很高的碳足迹;需要替代的结合剂.
• 生物灰是焚烧的副产品,显示出作为补充性水泥材料的潜力.

研究的目的:

• 评估生物灰水泥复合材料作为一种低水泥粘合剂,用于稳定金属污染土壤.
• 在现场条件下评估机械性能和长期漏行为.
• 为危险和非危险的土壤部分优化粘合剂成分.

主要方法:

• 实验室试验以优化生物灰-水泥比率 (35%的生物灰,5%的水泥).
• 在28天后进行无限制压力强度 (UCS) 测试.
• 泄漏试验 (Zn,Cd,Pb,Co,As,Cu,Ni) 和两年时间的现场监测.
• 试点规模验证处理100土壤进行噪声屏障建设.

主要成果:

• 优化的粘合剂实现了696kPa (危险土壤) 和479kPa (非危险土壤) 的UCS.
• 减少Zn,Cd,Pb,Co的浸出;改善了As在危险土壤中的固定.
• 与pH值升高和溶解有机碳 (DOC) 相关的Cu,Ni浸出增加.
• 试点规模的测试证实了Zn,Cd的保留和良好的Pb稳定性;由于保持了移动性.
• 两年的实地监测显示,由于老化,液度下降,Cu,Ni保持改善.

结论:

• 生物灰-水泥粘合剂为受污染的土壤提供机械稳定,低水泥稳定性.
• 性能受到土壤化学 (特别是DOC) 和现场执行的影响.
• 需要进一步优化来解决的流动性,这是广泛应用的关键挑战.